《管見》宋小松：能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新激發(fā)共享能源新業(yè)態(tài)

3月16日，國家電網(wǎng)公司研究確定“建設(shè)具有中國特色國際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”戰(zhàn)略目標(biāo)。毛偉明董事長指出能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)是方向，代表電網(wǎng)發(fā)展的更高階段，建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的過程，是推動電網(wǎng)向能源互聯(lián)互通、共享互濟(jì)的過程，也是主動適應(yīng)能源革命和數(shù)字革命融合發(fā)展的必然趨勢。

能源互聯(lián)網(wǎng)的概念最早出現(xiàn)在2004年《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志“Building the energy internet”一文。文章提出借鑒互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，通過分布式微電網(wǎng)等方式，將傳統(tǒng)電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑?、具有快速響?yīng)和自愈能力的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。我國對能源互聯(lián)網(wǎng)概念的豐富和完善源自2016年《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》，意見中明確了中國能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展方向。經(jīng)過幾年的發(fā)展，業(yè)界對能源互聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識雖然各種側(cè)重，但普遍認(rèn)為能源互聯(lián)網(wǎng)是以清潔能源消納為主導(dǎo)，將能源生產(chǎn)、輸送、存儲、消費(fèi)以及市場運(yùn)營等環(huán)節(jié)與信息通信技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)能源統(tǒng)籌優(yōu)化配置、清潔、高效、經(jīng)濟(jì)的能源生態(tài)系統(tǒng)。

從繪制理想藍(lán)圖愿景到逐步落地實(shí)施，能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新和突破在其建設(shè)發(fā)展過程中發(fā)揮著無可替代的重要作用。尤其是習(xí)近平總書記提出的創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享新發(fā)展理念，加上新一輪電力體制改革，為能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新提供了優(yōu)質(zhì)的土壤。基于國家政策環(huán)境以及能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展關(guān)鍵，為了更好的推動商業(yè)運(yùn)營，現(xiàn)階段及未來一段時期內(nèi)，能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)在以下幾個方面加強(qiáng)創(chuàng)新和突破：

一、多能源協(xié)同與優(yōu)化調(diào)控技術(shù)。能源互聯(lián)網(wǎng)作為復(fù)雜的信息物理深度耦合系統(tǒng)，存在著大量的分布式能源及電、氣、熱等多種能源。最典型的特征是在不同時空尺度下，建立電、氣、熱等多能源耦合網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行多運(yùn)行場景、多目標(biāo)協(xié)同的優(yōu)化調(diào)控模型。然而目前多能源耦合運(yùn)行模型在電、氣、熱等相關(guān)物理設(shè)備運(yùn)行機(jī)制融合方面，工程經(jīng)驗比較薄弱，研究存在一定瓶頸，這就需要采集各物理設(shè)備運(yùn)行及狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過匯聚各類能源信息大數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)分析構(gòu)建設(shè)備全息模型，降低多能源物理耦合模型的建模復(fù)雜度，基于人工智能深度學(xué)習(xí)算法，開展數(shù)據(jù)驅(qū)動多能源協(xié)調(diào)與優(yōu)化調(diào)控技術(shù)研究，提高能源綜合利用效率及安全運(yùn)行可靠性，增強(qiáng)能源互聯(lián)網(wǎng)的“柔性”與“韌性”。

二、能量預(yù)測與供需互動技術(shù)。能量預(yù)測包括能源供應(yīng)能力預(yù)測與能源負(fù)荷預(yù)測。能源互聯(lián)網(wǎng)具有更大開放性和復(fù)雜性，在電源側(cè)，以風(fēng)、光為代表的清潔能源發(fā)電具有波動性、間歇性的特點(diǎn)，給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)；在負(fù)荷側(cè)，電動汽車、“無燈工廠”、智能家居等靈活負(fù)荷的廣泛接入導(dǎo)致能源需求的不確定性增加，且多能源負(fù)荷預(yù)測需要充分考慮冷、熱、電負(fù)荷多變量耦合關(guān)系，才能提高整體能源負(fù)荷預(yù)測精度。這種供能側(cè)與需求側(cè)的隨機(jī)性、復(fù)雜性加大了能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能量預(yù)測的困難程度。在電力市場環(huán)境下，能源網(wǎng)絡(luò)的供需雙向互動成為可能及趨勢，需要我們一方面加強(qiáng)能源功率預(yù)測模型、算法在預(yù)測精度上的技術(shù)突破；另一方面設(shè)計完善的市場價格機(jī)制與需求響應(yīng)激勵機(jī)制，通過電力市場服務(wù)類平臺實(shí)現(xiàn)供需信息透明傳遞，引導(dǎo)供需間有序互動。

三、信息通信支撐技術(shù)。能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建需要將多種能源以及多元負(fù)荷的物理設(shè)施及環(huán)境進(jìn)行信息化、數(shù)據(jù)化處理，從而實(shí)現(xiàn)能源相關(guān)設(shè)備實(shí)時感知、監(jiān)測及智能控制。能源信息數(shù)據(jù)的采集監(jiān)控是能源互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，“安全、低時延、抗干擾”的采集傳輸特點(diǎn)依賴于5G、北斗衛(wèi)星等先進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展。能源互聯(lián)網(wǎng)龐大的物理設(shè)施及承載的能源流會產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)信息存儲與分析需求，需要通過大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等信息處理技術(shù)，構(gòu)建“平臺化、多場景、微應(yīng)用”的能源互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用信息支撐系統(tǒng)，以提高對海量能源數(shù)據(jù)的處理速度和精度，為能源互聯(lián)網(wǎng)高效運(yùn)行做出準(zhǔn)確分析決策。

能源互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)在處于內(nèi)涵和外延豐富發(fā)展的階段，在政策環(huán)境不斷完善的利好形勢下，隨著上述關(guān)鍵技術(shù)的快速創(chuàng)新與突破，將有利于能源互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)向共享能源等更高等級的業(yè)務(wù)形態(tài)發(fā)展。共享能源業(yè)務(wù)可著力從能源供需資源共享以及能源綜合服務(wù)共享兩方面構(gòu)建。

在能源供需資源共享業(yè)務(wù)層面。首先能源互聯(lián)網(wǎng)根據(jù)覆蓋范圍可分為廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)兩級。廣域能源互聯(lián)網(wǎng)典型代表是全球能源互聯(lián)網(wǎng)，能源供需資源共享業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)是以特高壓、智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新為基礎(chǔ)，統(tǒng)籌世界范圍內(nèi)風(fēng)能、太陽能等清潔能源資源分布和消納，實(shí)現(xiàn)各大洲集中式能源基地資源與各大洲負(fù)荷中心資源共享，廣域能源互聯(lián)網(wǎng)本文不做重點(diǎn)論述。

局域能源互聯(lián)網(wǎng)以園區(qū)、區(qū)域能源互聯(lián)網(wǎng)為代表。當(dāng)前環(huán)境污染日益嚴(yán)重，能源資源日趨緊張，清潔能源成為能源利用和開發(fā)的重要方向，分布式能源得以快速發(fā)展，分布式光伏、分散式風(fēng)電、小型三聯(lián)供機(jī)組、電動汽車、儲能、智能工廠等不斷涌現(xiàn)。這種分布式能源與新型負(fù)荷在能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新突破下，更加智能、可控，可實(shí)現(xiàn)能量流動由單向向雙向互動。通過能源互聯(lián)網(wǎng)管理平臺，聚合單體小容量分布式新能源，可平抑出力波動，與大電網(wǎng)共享發(fā)電能力，緩解傳統(tǒng)能源壓力，也為新能源消納提供空間。對于電動汽車、智能工廠等新型負(fù)荷，通過利用用戶用能彈性、調(diào)整用戶用能習(xí)慣，共享用戶能源需求的主動性，可有效緩解峰荷時段能源供應(yīng)緊張、低谷時段發(fā)電容量閑置的情況，提高能源系統(tǒng)的整體使用效率與經(jīng)濟(jì)性?，F(xiàn)階段，局域能源互聯(lián)網(wǎng)的能源供需資源共享業(yè)務(wù)主要以虛擬電廠形式作為中間媒介進(jìn)行研究。

在能源綜合服務(wù)共享業(yè)務(wù)層面。我國啟動新一輪電力體制改革以來，各類能源互聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)示范項目層出不窮。隨著項目投產(chǎn)運(yùn)營，能源互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行水平、檢修的專業(yè)性凸顯，能源綜合服務(wù)能力短缺，主要表現(xiàn)為能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員、檢修人員，以及專業(yè)的檢測維修工具、備品備件等均需要較大投入，增加了項目運(yùn)營方的成本壓力。在能源互聯(lián)網(wǎng)信息通信支撐技術(shù)不斷完善的趨勢下，形成開放的能源綜合服務(wù)共享平臺，整合線上線下資源，以“信息采集中心、診斷分析中心、專家服務(wù)中心、設(shè)備租賃中心”等業(yè)務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)能源流、信息流、業(yè)務(wù)流數(shù)據(jù)貫通，打造能源綜合服務(wù)共享樞紐；從資源上，將人員服務(wù)、設(shè)備服務(wù)虛擬化，構(gòu)建“資源無限”的理念，充分提高資源利用效率，促進(jìn)價值共享；從業(yè)務(wù)上，以客戶需求為導(dǎo)向，推動專業(yè)化綜合服務(wù)能力融通共享，提升能源互聯(lián)網(wǎng)項目運(yùn)營水平。

能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)，需要加快能源技術(shù)和信息技術(shù)的融合創(chuàng)新，基于互聯(lián)網(wǎng)思想構(gòu)建能源數(shù)據(jù)信息靈動、資源共享的服務(wù)平臺，培育能源銷售商、集成商、運(yùn)營商、服務(wù)商等新型市場主體，形成多方參與、平等互動、廣泛共贏的共享能源新業(yè)態(tài)，以促進(jìn)清潔能源消納、構(gòu)建安全高效可持續(xù)的智慧能源系統(tǒng)。